Stage Master Application de Réalité virtuelle d’une Learning Factory

Virtualisation de la Learning Factory du campus Arts et Métiers de Cluny

Contexte

Le stage proposé a pour contexte le projet ELF (Evolutive Learning Factory) et a pour objectif de développer des méthodes et outils de réalité virtuelle pour la virtualisation de l’ELF. Il s’agit d’un projet initié par le campus de Cluny des Arts et Métiers associant les laboratoires LiSPEN (sciences de l’ingénieur en immersion virtuelle et intelligence artificielle) de Chalon sur Saône et LABOMAP (LaBoratoire des Matériaux et Procédés) de Cluny.

Le projet ELF a pour ambition de proposer un espace évolutif pour la formation d’élèves ingénieurs pour l’industrie du futur en associant des systèmes industriels réels et des solutions digitales. Sur le campus de Cluny, l’ELF regroupera l’ensemble des activités des laboratoires et ateliers de matériaux, forge, bois, usinage et lean manufacturing (assemblage). Le stage proposé concerne la virtualisation de ces activités en vue de :

• permettre à un public nocive de découvrir les différentes zones et activités de l’ELF ;
• montrer les bénéfices des nouvelles techniques de l’industrie 4.0 à travers divers métiers ;
• former les étudiants et industriels au déploiement de nouvelles techniques dans l’industrie.

Pour cela, il est envisagé de développer une application de réalité virtuelle qui permettra à l’utilisateur (étudiants, enseignants, industriels) :

• de visualiser en immersion les différentes zones de l’ELF et de naviguer entre les zones ;
• de simuler les activités dans les différentes zones ;
• d’afficher des données de production .

Les problématiques scientifiques identifiées sont liées aux méthodes de conception d’application de RV. Bien que les bénéfices de la RV aient été démontrées à la fois dans l’industrie ([1],[2]) et plus précisément dans le contexte de Learning Factory ([3], [4]), leur déploiement reste confidentiel. L’une des raisons est le manque de prise en compte du besoin utilisateur lors du développement des applications. L’approche proposée est de développer une application de réalité virtuelle en s’appuyant sur les méthodes agile [5] et Quality Function Deployment (QFD) [6].

Description du sujet

Le stage proposé s’inscrit dans le contexte décrit précédemment. Le stagiaire aura pour missions de :

• proposer une méthode pour la virtualisation de l’ELF ;
• développer l’application de RV pour la virtualisation de l’ELF à partir d’un cahier des charges initial fourni par les demandeurs ;
• de proposer et mettre en œuvre des protocoles pour l’évaluation de l’application à chaque phase du développement ;
• d’apporter les modifications afin de faire évoluer l’application en fonction des retours d’évaluation.

Les technologies mises en œuvre pourront être les suivantes :

•  visiocasque de réalité virtuelle de type HTC Vive ou Occulus Quest 2 ;
• modélisation 3D avec les logiciels 3DSMAX ou Blender
• développement avec Unity 3D.

Livrables, résultats attendus

• Etat de l’art : solutions de virtualisation de Learning Factory et Learning Manufacturing, impact de la virtualisation de Learning Factory  et Learning Manufacturing sur les futurs utilisateurs.
• Preuve de concept et démonstrateur : application de réalité virtuelle, protocoles d’évaluation de l’application
• Rapport de master

Profil attendu

Master M2 dans le domaine de l’informatique, génie logiciel, infographie. Des connaissances dans le domaine du développement d’applications en 3D temps réel (type réalité virtuelle) seront appréciées.

Lieu de réalisation

Institut Arts et Métiers de Chalon-sur-Saône et/ou campus Arts et Métiers de Cluny

Contacts

Florence Danglade (florence.danglade@ensam.eu)
Jean-Remy Chardonnet (jean-remy.chardonnet@ensam.eu)
Guillaume Fromentin (guillaume.fromentin@ensam.eu)
Louis Denaud (louis.denaud@ensam.eu)
Références 

[1]        L. P. Berg et J. M. Vance, « Industry use of virtual reality in product design and manufacturing: a survey », Virtual Reality, vol. 21, no 1, p. 1‑17, mars 2017, doi: 10.1007/s10055-016-0293-9.

[2]        L. Damiani, M. Demartini, G. Guizzi, R. Revetria, et F. Tonelli, « Augmented and virtual reality applications in industrial systems: A qualitative review towards the industry 4.0 era », IFAC-PapersOnLine, vol. 51, no 11, p. 624‑630, 2018, doi: 10.1016/j.ifacol.2018.08.388.

[3]        V. Liagkou, D. Salmas, et C. Stylios, « Realizing Virtual Reality Learning Environment for Industry 4.0 », Procedia CIRP, vol. 79, p. 712‑717, 2019, doi: 10.1016/j.procir.2019.02.025.

[4]        L. Büth, M. Juraschek, K. S. Sangwan, C. Herrmann, et S. Thiede, « Integrating virtual and physical production processes in learning factories », Procedia Manufacturing, vol. 45, p. 121‑127, 2020, doi: 10.1016/j.promfg.2020.04.082.

[5]        T. Riemann, A. Kreß, L. Roth, S. Klipfel, J. Metternich, et P. Grell, « Agile Implementation of Virtual Reality in Learning Factories », Procedia Manufacturing, vol. 45, p. 1‑6, 2020, doi: 10.1016/j.promfg.2020.04.029.

[6]        I. A. Castiblanco Jimenez, L. C. Cepeda García, M. G. Violante, F. Marcolin, et E. Vezzetti, « Commonly Used External TAM Variables in e-Learning, Agriculture and Virtual Reality Applications », Future Internet, vol. 13, no 1, p. 7, déc. 2020, doi: 10.3390/fi13010007.